KR101296623B1 - Fabricating method of plastic substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저가이면서 구하기 쉬운 플라스픽 기판 상에서 표시장치 제조 공정의 안정성을 향상시킬 수 있는 플라스틱 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a plastic substrate that can improve the stability of a display device manufacturing process on a low cost and easy to obtain plastic substrate.
이 플라스틱 기판의 제조방법은 열에 대해 방향성을 띄며 변형하는 플라스틱 기판을 마련하는 단계와; 상기 플라스틱 기판 상에 유기막을 도포하는 단계와; 상기 유기막이 도포된 플라스틱 기판 상에 열을 가하여 상기 유기막을 경화함과 동시에 상기 플라스틱 기판을 열처리하여 상기 플라스틱 기판의 상기 열에 대한 방향성을 제거하는 단계와; 상기 플라스틱 기판을 열처리한 후 상기 유기막 상에 배선 및 박막을 형성하는 단계를 포함한다.The plastic substrate manufacturing method includes the steps of providing a plastic substrate that is oriented with respect to heat and deforms; Applying an organic film on the plastic substrate; Applying heat to the plastic substrate coated with the organic film to cure the organic film and simultaneously heat-treating the plastic substrate to remove directivity of the heat of the plastic substrate; After the heat treatment of the plastic substrate, forming a wire and a thin film on the organic layer.
Description
도 1은 종래 표시장치용 플라스틱 기판의 제조 방법을 단계적으로 나타내는 흐름도.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a plastic substrate for a display device according to the related art.
도 2는 종래 열처리 공정에서 열처리 시간 및 열처리 온도에 대한 PES기판의 변형정도를 나타내는 그래프.2 is a graph showing the degree of deformation of the PES substrate with respect to the heat treatment time and heat treatment temperature in the conventional heat treatment process.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치용 플라스틱 기판의 제조방법을 단계적으로 나타내는 흐름도.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a plastic substrate for a display device according to the present invention in stages.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판의 열처리 공정에서 플라스틱 기판 상에 유기막을 코팅하지 않았을 때, 열처리 시간 및 열처리 온도에 대한 플라스틱 기판의 변형정도를 나타내는 그래프.4 is a graph showing the degree of deformation of the plastic substrate with respect to the heat treatment time and the heat treatment temperature when the organic film is not coated on the plastic substrate in the heat treatment process of the plastic substrate according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판의 열처리 공정에서 플라스틱 기판 상에 유기막을 코팅했을 때, 열처리 시간 및 열처리 온도에 대한 플라스틱 기판의 변형정도를 나타내는 그래프.5 is a graph showing the degree of deformation of the plastic substrate with respect to the heat treatment time and the heat treatment temperature when the organic film is coated on the plastic substrate in the heat treatment process of the plastic substrate according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판의 어레이 공정에서 플라스틱 기판 상에 유기막을 코팅하지 않았을 때 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining a phenomenon that occurs when the organic film is not coated on the plastic substrate in the array process of the plastic substrate according to an embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판의 어레이 공정에 서 플라스틱 기판 상에 유기막을 코팅하지 않았을 때 및 유기막을 코팅했을 때 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면.7A and 7B are views for explaining a phenomenon that occurs when the organic film is not coated on the plastic substrate and when the organic film is coated in the array process of the plastic substrate according to the embodiment of the present invention.
본 발명은 표시장치용 기판에 관한 것으로, 특히 저가이면서 구하기 쉬운 플라스픽 기판 상에서 표시장치 제조 공정의 안정성을 향상시킬 수 있는 플라스틱 기판의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 표시장치 시장은 대면적이 용이하고 박형이고 경량화가 가능한 평판 디스플레이(Flat Panel Display:이하 "FPD"라 함) 위주로 급속히 변화하고 있다.Recently, the display device market is rapidly changing with a flat panel display (hereinafter, referred to as "FPD"), which has a large area, and is thin and lightweight.
이러한 FPD에는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED:Organic Electro Luminescence Display)등이 있다. 그러나 기존의 액정표시장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기발광 표시장치 등은 유리 기판을 사용하기 때문에 유연성이 없으므로 응용과 용도에 한계가 있다. Such FPDs include liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), organic electroluminescent displays (OLEDs), and the like. However, the conventional liquid crystal display device, plasma display panel, organic light emitting display device, etc., because there is no flexibility because it uses a glass substrate, there is a limit in the application and use.
따라서 최근 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱등과 같이 유연성 있는 재료의 기판을 사용하여 구부러질 수 있게 제조된 가요성(flexible) 표시장치가 차세대 표시장치로 급부상중이다.Therefore, a flexible display device manufactured to bend using a substrate made of a flexible material such as plastic instead of a glass substrate without conventional flexibility is emerging as a next generation display device.
현재 유연성 있는 기판으로 주로 사용되는 플라스틱은 폴리 에테르 술폰 (Polyethersulfone : 이하, "PES" 라 함)이다. PES이 표시장치의 기판으로 주로 사용되는 이유는 유리 전이 온도(Tg)가 높기 때문이다. The plastic currently used primarily as a flexible substrate is polyethersulfone (hereinafter referred to as "PES"). PES is mainly used as a substrate of a display device because the glass transition temperature (Tg) is high.
유리 전이 온도는 고분자 물질이 유리 상태에서 점성의 유체로 변하는 전이 온도를 말한다. 따라서 유리 전이 온도가 220℃인 PES는 최대 200℃의 고온에서 진행되는 표시장치의 제조 공정에서 발생되는 열에 대해 200℃ 이하의 유리 전이 온도를 가지는 다른 플라스틱류 보다 안정적이다. The glass transition temperature refers to the transition temperature at which the polymeric material changes from a glass state into a viscous fluid. Therefore, PES having a glass transition temperature of 220 ° C. is more stable than other plastics having a glass transition temperature of 200 ° C. or less with respect to heat generated in a manufacturing process of a display device which is operated at a high temperature of 200 ° C. maximum.
PES 기판은 도 1에 도시된 바와 같은 제조 단계를 거쳐 완성된다.The PES substrate is completed through a manufacturing step as shown in FIG.
도 1을 참조하면, 먼저 PES 기판이 표시장치의 어레이 공정(S3) 중 발생하는 열에 의해 변형되는 현상을 줄이기 위해 PES 기판 표면을 열처리 한다.(S1)Referring to FIG. 1, first, a surface of a PES substrate is heat-treated to reduce a phenomenon in which the PES substrate is deformed by heat generated during the array process S3 of the display device.
이 열처리 공정(S1)에서 PES 기판은 열에 의해 변형이 일어나고, 도 2의 그래프에 도시된 바와 같이 PES 기판을 180℃ 또는 200℃ 온도에서 48시간이상 열처리 했을때 그 변형정도가 작아진다. 열처리 공정(S1)을 거친 PES 기판은 열에 의한 변형정도가 작아짐으로써 표시장치의 어레이 공정(S3)에서 발생하는 열에 의한 변형정도 또한 줄어든다. 이에 따라 어레이 공정(S3)에서 발생하는 열에 의한 변형정도가 줄어든 PES기판 상에 형성되는 배선들이 올바르게 형성될 수 있다.In this heat treatment step (S1), the PES substrate is deformed by heat, and as shown in the graph of FIG. 2, when the PES substrate is heat-treated at 180 ° C. or 200 ° C. for more than 48 hours, the degree of deformation decreases. As the PES substrate undergoes the heat treatment step S1, the degree of deformation due to heat decreases, so that the degree of deformation due to heat generated in the array process S3 of the display device is also reduced. Accordingly, the wirings formed on the PES substrate having a reduced degree of deformation due to heat generated in the array process S3 can be correctly formed.
열처리 공정(S1) 후, 베리어 형성 공정(S2)을 통해 PES 기판 상에 Sinx 등의 무기물을 코팅하여 베리어(barrier)를 형성한다. 이 베리어는 어레이 공정(S3) 중에 사용되는 스트립퍼(striper), 에천트(etchant)등의 화학물질 또는 식각 가스 등이 PES 기판에 침투하여 PES 기판이 변형되는 현상을 막아준다.After the heat treatment step S1, a barrier is formed by coating an inorganic material such as Sin x on the PES substrate through the barrier forming step S2. This barrier prevents the PES substrate from being deformed due to the penetration of the chemicals such as strippers, etchant, or etching gas used during the array process S3.
상술한 베리어가 형성된 PES 기판 상에는 어레이 공정(S3)을 통해 표시장치 의 각 배선이 형성된다.Each wiring of the display device is formed on the PES substrate on which the aforementioned barrier is formed through the array process S3.
그러나 PES 기판은 고가의 플라스틱이므로 표시장치의 제조 단가를 상승시키는 주요인이 된다.However, since PES substrates are expensive plastics, they are a major factor in increasing the manufacturing cost of display devices.
한편, PES 이외에, 폴리 에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate : 이하, "PEN"이라 함.)등의 비교적 저가이면서 구하기 쉬운 플라스틱은 그 제조과정의 특성상 방향성을 띄게 된다. 방향성은 플라스틱 기판이 자신에게 가해진 열에 의해 변하는 정도가 한쪽 방향으로 치우치는 경향을 말한다. On the other hand, in addition to PES, relatively inexpensive and easy-to-use plastics such as polyethylene naphthalate (hereinafter referred to as "PEN") are oriented in terms of their manufacturing process. Directionality refers to the tendency of the plastic substrate to be shifted in one direction by the heat applied to it.
어레이 공정에서 형성된 배선은 상술한 방향성에 때문에 공정 중 발생하는 열로 인하여 불균일하게 변형되어 올바르게 형성되기 어렵다. 그리고 PEN 등의 저가의 플라스틱은 표면의 거칠기가 일정하지 않으므로 어레이 공정에서 배선이 올바르게 형성되기 어렵다. 결과적으로 PES 이외의 저가이면서 구하기 쉬운 플라스틱 기판 상에서는 안정적인 어레이 공정을 진행하기 어렵다.The wiring formed in the array process is difficult to be formed correctly because it is unevenly deformed due to the heat generated during the process due to the aforementioned directionality. Inexpensive plastics such as PEN do not have constant surface roughness, so that wiring is difficult to form correctly in the array process. As a result, it is difficult to proceed with a stable array process on low cost and easy to obtain plastic substrates other than PES.
따라서, 본 발명의 목적은 저가이면서 구하기 쉬운 플라스픽 기판 상에서 표시장치 제조 공정의 안정성을 향상시킬 수 있는 플라스틱 기판의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a plastic substrate that can improve the stability of a display device manufacturing process on a low cost and easy to obtain plastic substrate.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라스틱 기판의 제조방법은 열에 대해 방향성을 띄며 변형하는 플라스틱 기판을 마련하는 단계와; 상기 플라스틱 기판 상에 유기막을 도포하는 단계와; 상기 유기막이 도포된 플라스틱 기판 상에 열을 가하여 상기 유기막을 경화함과 동시에 상기 플라스틱 기판을 열처리하여 상기 플라스틱 기판의 상기 열에 대한 방향성을 제거하는 단계와; 상기 플라스틱 기판을 열처리한 후 상기 유기막 상에 배선 및 박막을 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the manufacturing method of the plastic substrate according to the present invention comprises the steps of providing a plastic substrate that is oriented with respect to heat deformed; Applying an organic film on the plastic substrate; Applying heat to the plastic substrate coated with the organic film to cure the organic film and simultaneously heat-treating the plastic substrate to remove directivity of the heat of the plastic substrate; After the heat treatment of the plastic substrate, forming a wire and a thin film on the organic layer.
상기 유기막이 도포된 플라스틱 기판 상에 열을 가하여 상기 플라스틱 기판을 열처리함과 동시에 상기 유기막을 경화하는 단계는 200℃이상 상기 플라스틱 기판의 유리 전이 온도 이하의 온도 범위에서 이루어진다.The heat treatment of the plastic substrate by applying heat on the plastic substrate coated with the organic layer and the curing of the organic layer may be performed at a temperature range of 200 ° C. or more and below the glass transition temperature of the plastic substrate.
상기 유기막이 도포된 플라스틱 기판 상에 열을 가하여 상기 플라스틱 기판을 열처리함과 동시에 상기 유기막을 경화하는 단계는 20시간 이상 동안 이루어진다.The heat treatment of the plastic substrate by applying heat on the plastic substrate coated with the organic layer and the curing of the organic layer may be performed for 20 hours or more.
상기 유기막이 도포된 플라스틱 기판 상에 열을 가하여 상기 플라스틱 기판을 열처리함과 동시에 상기 유기막을 경화하는 단계는 상기 플라스틱 기판의 x축의 길이 변화를 1.3으로 할 때, 상기 x축과 수직한 상기 플라스틱 기판의 y축의 길이 변화를 1 이하로 한다.The step of heat-treating the plastic substrate by applying heat on the plastic substrate coated with the organic layer and curing the organic layer at the same time may include changing the length of the x-axis length of the plastic substrate to 1.3, wherein the plastic substrate is perpendicular to the x-axis. The change in the length of the y-axis is 1 or less.
상기 유기막은 벤조 사이클로 부텐, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리 비닐 페놀 및 폴리 비닐 알코올 중 어느 하나를 포함한다.The organic layer includes any one of benzocyclobutene, acrylic resin, epoxy resin, polyvinyl phenol, and polyvinyl alcohol.
상기 유기막은 히드록시기를 포함하지 않는다.The organic film does not contain a hydroxyl group.
상기 플라스틱은 폴리 에틸렌 나프탈레이트, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 카보네이트 중 어느 하나를 포함한다.The plastic includes any one of polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate and polycarbonate.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발 명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 3 내지 도 7b를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7B.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a method of manufacturing a plastic substrate according to an embodiment of the present invention step by step.
본 발명의 실시예에서는 열에 대해 방향성을 띄며 변형하는 저가의 플라스틱을 이용한다. 그 예로는 폴리 에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate : 이하, "PEN"이라 함.), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : 이하 "PET"라 함.), 폴리 카보네이트(polycarbonate : 이하, "PC"라 함) 등이 있으며, 이들은 제조 단가가 저렴하고 구하기 쉬운 장점이 있다.Embodiments of the present invention employ low cost plastic that is oriented and deformed with respect to heat. Examples include polyethylene naphthalate (hereinafter referred to as "PEN"), polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as "PET"), polycarbonate (hereinafter referred to as "PC"). ), And these have the advantages of low manufacturing cost and easy to obtain.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱은 표면이 균일하지 못하므로 표시장치의 배선이 균일하게 형성되도록 하기 위해 평탄화시켜야한다.Since the plastic according to the embodiment of the present invention described above is not uniform, it should be flattened so that the wiring of the display device can be uniformly formed.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치용 플라스틱 기판의 표면을 평탄화하기 위해 스핀 코팅등의 증착방법으로 유기막을 코팅한다.(SS1)Referring to FIG. 3, the organic layer is coated by a deposition method such as spin coating to planarize the surface of the plastic substrate for a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
유기막 코팅은 무기막 코팅보다 비용면에서 저렴하다. 이는 유기막 코팅이 스핀 코팅등의 방법으로 이루어지는데, 이러한 유기막 코팅에 사용되는 증착장비가 무기막을 코팅하는 방법인 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방법에 사용되는 증착장비보다 저렴하기 때문이다.Organic film coating is less expensive than inorganic film coating. This is because the organic film coating is made by a spin coating method, because the deposition equipment used for the organic film coating is cheaper than the deposition equipment used in the CVD (Chemical Vapor Deposition) method of coating the inorganic film.
유기막 코팅에 이용되는 유기막 물질로는 벤조 사이클로 부텐(BCB : benzocyclobutene), 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리 비닐 페놀(PVP : polyvinyl phenol) 및 폴리 비닐 알코올(PVA : polyvinyl alcohol) 등이 있다. Organic film materials used for coating the organic film include benzocyclobutene (BCB), acrylic resin, epoxy resin, polyvinyl phenol (PVP) and polyvinyl alcohol (PVA).
상기 유기막은 플라스틱의 표면을 평탄화시킬 뿐만 아니라 베리어(barrier)로서의 역할을 한다. 이 유기막 베리어는 어레이 공정 중에 사용되는 스트립퍼(striper), 에천트(etchant)등의 화학물질 또는 식각 가스 등이 플라스틱 기판에 침투하여 플라스틱 기판을 변형시키는 현상을 막아준다. 단, 유기막 코팅에 이용되는 유기물에는 히드록시기(-OH)가 포함되지 않아야 한다. 히드록시기는 수분에 취약하므로 히드록시기가 포함된 유기물은 수분이 포함된 화학물의 침투를 막지 못해 베리어로서 기능을 발휘할 수 없다. 그리고 히드록시기는 열처리 공정(SS2) 중 유기막이 경화되면서 발생하는 가스들이 외부로 방출되는 것을 방해하여 유기막 내부에 기포를 형성시킬 수 있다. 따라서 유기막을 형성하는 유기물에는 히드록시기가 포함되지 않아야 한다. The organic layer not only flattens the surface of the plastic but also serves as a barrier. The organic layer barrier prevents chemicals such as strippers, etchants, or etching gases used during the array process from penetrating the plastic substrate and deforming the plastic substrate. However, the organic material used for the organic film coating should not contain a hydroxyl group (-OH). Since hydroxyl groups are vulnerable to moisture, organic substances containing hydroxyl groups cannot function as barriers because they do not prevent the penetration of chemicals containing moisture. In addition, the hydroxyl group may prevent bubbles generated during curing of the organic layer from being released to the outside during the heat treatment process SS2 to form bubbles in the organic layer. Therefore, the organic material forming the organic film should not contain a hydroxyl group.
유기막 코팅 공정(SS1)에서 유기물은 솔벤트(solvent)등의 유기 용매에 녹아 유동성이 있는 상태이므로 열처리 공정(SS2)을 통해 유기 용매가 증발되면서 유기물이 경화된다. 열처리 공정(SS2)은 유기물을 경화시킬 뿐 아니라, 일정 시간 동안 적절한 온도에서 진행될 경우 본 발명에 따른 플라스틱 기판에 균일성을 제공해준다.In the organic film coating process (SS1), the organic material is dissolved in an organic solvent such as solvent, so that the organic material is cured while the organic solvent is evaporated through the heat treatment process (SS2). The heat treatment process (SS2) not only cures the organic material, but also provides uniformity to the plastic substrate according to the present invention when proceeded at a suitable temperature for a predetermined time.
도 4는 PEN 기판을 200℃의 온도에서 열처리 했을때 시간 변화에 따른 길의 변화를 나타내는 그래프이다. 이 때 사용한 PEN 기판의 x축 및 x축에 수직한 y축 방향의 길이는 4㎝이다. 이하, 본 발명의 상세한 설명에서 x축은 방향성을 띄는 축 즉, 변하는 정도가 가장 큰 축이며, y축은 전술한 x축에 수직한 것이다.Figure 4 is a graph showing the change of the path with time when the PEN substrate is heat-treated at a temperature of 200 ℃. The length of the y-axis direction perpendicular to the x-axis and the x-axis of the PEN board | substrate used at this time is 4 cm. Hereinafter, in the detailed description of the present invention, the x-axis is an axis having a directional direction, that is, the axis with the greatest degree of change, and the y-axis is perpendicular to the above-described x-axis.
도 4를 참조하면, PEN 기판은 그의 제조 공정상의 이유로 방향성을 띈다. 다시 말해서 PEN 기판은 열에 의해 변하는 정도가 한 쪽 방향으로 치우치는 경향이 있다. 즉 PEN 기판은 열에 의해 x축 방향으로 변하는 길이와 y축 방향으로 변하는 길이의 차이가 심하다. 그러나 PEN 기판을 200℃의 온도로 20시간 이상 열처리했을때, x축 방향으로 변하는 길이와 y축 방향으로 변하는 길이의 차이는 줄어든다.4, the PEN substrate is oriented for reasons of its manufacturing process. In other words, the PEN substrate tends to be biased in one direction due to heat. In other words, the PEN substrate has a significant difference between the length that changes in the x-axis direction and the length that changes in the y-axis direction by heat. However, when the PEN substrate is heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 20 hours or more, the difference between the length changing in the x-axis direction and the length changing in the y-axis direction decreases.
[표 1]은 도 4에 도시된 샘플별로 20시간 미만동안 열처리했을때 변한 길이, 20시간 이상 열처리했을때 변한 길이 및 상기의 시간에 따라 샘플들이 변한 길이의 평균을 나타내는 것이다.[Table 1] shows the average length of the length changed by the heat treatment for less than 20 hours for each sample shown in Figure 4, the length changed when the heat treatment for 20 hours or more and the time according to the time.
기판의 변화Over time (T)
Change of
[표 1]의 값을 참조하면, 샘플들을 20시간 미만동안 200℃로 열처리 했을때, 샘플 1 내지 샘플 3의 x축 평균 변화 길이와, 샘플 1 내지 샘플 3의 y축 평균 변화 길이의 비는 2.46 : 1 이다. 그리고 20시간 이상동안 200℃로 열처리 했을때, 샘플 1 내지 샘플 3의 x축 평균 변화 길이와, 샘플 1 내지 샘플 3의 y축 평균 변화 길이의 비는 1.63 : 1로서 20시간 미만으로 열처리 했을때 보다 작은 비율이다. 즉 PEN 기판을 20시간 이상동안 200℃로 열처리 했을때, 열에 의해 x축 방향으로 변하는 길이와 y축 방향으로 변하는 길이의 차이가 줄어들었음을 알 수 있다.Referring to the values in [Table 1], when the samples were heat-treated at 200 ° C. for less than 20 hours, the ratio of the x-axis average change length of
도 5는 PEN 기판 상에 유기막을 코팅하고 200℃의 온도에서 열처리 했을때 열처리 시간에 따른 길의 변화를 나타내는 그래프이다. 이 때 사용한 PEN 기판의 x축 및 x축에 수직한 y축 방향의 길이는 4㎝이다.5 is a graph showing the change of the length according to the heat treatment time when the organic film is coated on the PEN substrate and heat treated at a temperature of 200 ℃. The length of the y-axis direction perpendicular to the x-axis and the x-axis of the PEN board | substrate used at this time is 4 cm.
도 5를 참조하면 유기막이 코팅된 상태에서 열처리 된 PEN 기판은 도 4 및 [표 1] 에서와 같이 유기막이 코팅되지 않은 PEN 기판 상에 직접 열처리를 했을때 보다 x축 방향으로 변하는 길이와, y축 방향으로 변하는 길이의 차이를 줄일 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, the PEN substrate heat-treated in the state in which the organic film is coated has a length that changes in the x-axis direction than when the heat treatment is performed directly on the PEN substrate not coated with the organic film, as shown in FIG. 4 and Table 1, and y It can be seen that the difference in the length varying in the axial direction can be reduced.
[표 2]는 도 5에 도시된 샘플별로 20시간 미만동안 열처리했을때 변한 길이, 20시간 이상 열처리했을때 변한 길이 및 상기의 시간에 따라 샘플들이 변한 길이의 평균을 나타내는 것이다.[Table 2] shows the average length of the length changed by the heat treatment for less than 20 hours for each sample shown in Figure 5, the length changed when the heat treatment for 20 hours or more and the time according to the time.
기판의 변화Over time (T)
Change of
[표 2]의 값을 참조하면, 유기막이 코팅된 PEN 기판 샘플들을 20시간 미만동안 200℃로 열처리 했을때, 샘플 4 내지 샘플 6의 x축 평균 변화 길이와, 샘플 4 내지 샘플 6의 y축 평균 변화 길이의 비는 1.41 : 1 이다. 이 값은 유기막이 코팅되지 않은 상태에서 PEN 기판 샘플들을 20시간 미만동안 200℃로 열처리 했을때 도 4 및 [표 1]에 나타난 샘플 1 내지 샘플 3의 x축 평균 변화 길이와, 샘플 1 내지 샘플 3의 y축 평균 변화 길이의 비인 2. 46 : 1 보다 작은 값이다.Referring to the values in [Table 2], when the PEN substrate samples coated with the organic film were heat-treated at 200 ° C. for less than 20 hours, the x-axis average change length of
그리고 유기막이 코팅된 PEN 기판 샘플들을 20시간 이상동안 200℃로 열처리 했을때, 샘플 4 내지 샘플 6의 x축 평균 변화 길이와, 샘플 4 내지 샘플 6의 y축 평균 변화 길이의 비는 1.26 : 1 이다. 이 값은 유기막이 코팅되지 않은 상태에서 PEN 기판샘플들을 20시간 이상동안 200℃로 열처리 했을때, 도 4 및 [표 1]에 나타난 샘플 1 내지 샘플 3의 x축 평균 변화 길이와, 샘플 1 내지 샘플 3의 y축 평균 변화 길이의 비인 1.63 : 1 보다 작은 값이다. 즉 PEN 기판은 유기막이 코팅된 상태에서 열처리 했을때 유기막이 코팅되지 않은 상태에서 열처리를 했을때 보다 x축 방향으로 변하는 길이와 y축 방향으로 변하는 길이의 차이를 줄일 수 있음을 알 수 있다. 특히, 유기막을 코팅하고 200℃의 온도로 20시간 이상 열처리를 하는 경우 PEN 기판의 x축 방향의 변화 길이를 1.3으로 할 때, x축과 수직한 PEN기판의 y축 방향의 변화 길이는 1 이하이므로 어레이 공정(SS3)에서 형성되는 배선 및 박막이 불균일하게 형성되는 현상을 줄일 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판 상에 유기막을 코팅한 후 20시간 이상 200℃의 온도로 열처리하면 플라스틱 기판의 열에 대한 방향성이 제거됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판은 열에 대해 균일성을 갖게 된다. When the PEN substrate samples coated with the organic film were heat-treated at 200 ° C. for 20 hours or more, the ratio of the x-axis average change length of the
또한 본 발명은 유기막 코팅 공정(SS1) 후 열처리 공정(SS2)을 진행하므로 플라스틱 기판에 열에 대한 균일성 제공함과 동시에 유기막을 경화시킬 수 있다.In addition, since the present invention proceeds the heat treatment step (SS2) after the organic film coating process (SS1), it is possible to provide a uniformity for heat to the plastic substrate and at the same time to cure the organic film.
전술한 열처리 공정(SS2)의 온도는 200℃ 이상 플라스틱 기판의 유리 전이 온도 이하의 범위내인 것이 바람직하다. 실험시, PEN 기판의 유리 전이 온도가 230℃이기 때문에 230℃까지 온도 범위내에서 20시간 이상 열처리 했을때 PEN 기판의 방향성을 줄일 수 있었다.It is preferable that the temperature of the above-mentioned heat processing process (SS2) exists in the range below 200 degreeC or more and the glass transition temperature of a plastic substrate. In the experiment, since the glass transition temperature of the PEN substrate was 230 ° C., the orientation of the PEN substrate could be reduced when heat-treated at 230 ° C. for 20 hours or more.
열처리 공정(SS2)후 유기막이 형성된 플라스틱 기판 상에서 어레이 공정(SS3)을 진행하여 표시장치의 각 배선 및 박막을 형성한다.After the heat treatment process SS2, the array process SS3 is performed on the plastic substrate on which the organic layer is formed to form respective wires and thin films of the display device.
도 6 내지 도 7b는 상술한 유기막의 효과를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.6 to 7B are views for explaining the effects of the organic film described above in more detail.
도 6은 플라스틱 기판상에 유기막을 형성하지 않고 어레이 공정을 진행하였을 경우 발생하는 박리현상을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a peeling phenomenon that occurs when an array process is performed without forming an organic film on a plastic substrate.
유기막이 코팅되지 않은 플라스틱 기판상에서 열처리 공정(SS2)을 진행한 후 어레이 공정(SS3)을 진행하여 표시장치의 각 배선 및 박막을 형성하면, 플라스틱 기판이 열에 의해 불균일하게 변형되므로 도 6에 나타난 바와 같이 상기 배선 및 박막이 올바르게 형성되지 못하고 박리될 수 있다. After the heat treatment process (SS2) is performed on the plastic substrate not coated with the organic film and the array process (SS3) is performed to form each of the wirings and the thin film of the display device, the plastic substrate is unevenly deformed by heat, and thus is shown in FIG. 6. Likewise, the wiring and the thin film may not be formed correctly and may be peeled off.
도 7a 및 도 7b는 플라스틱 기판 상에 유기막 코팅 유무에 따른 배선 및 박막 형성의 차이를 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are views for explaining differences in wiring and thin film formation depending on whether an organic film is coated on a plastic substrate.
유기막을 코팅하지 않고 열처리를 한 플라스틱 기판상에 액정표시장치의 박막트랜지스터 소자를 형성하는 경우, 열처리 공정 또는 박막트랜지스터 소자 형성 에서 발생하는 열이 플라스틱 기판을 용융시키고 폴리머(polymer) 기포들을 발생시킨다. 기포들은 플라스틱 표면의 거칠기를 증가시켜 플라스틱 표면을 불균일하게 한다. 표면이 불균일한 플라스틱 기판 상에 박막트랜지스터 소자를 형성하면 도 7a에 나타난 바와 같이 박막트랜지스터 소자가 올바르게 형성되지 못하는 것을 확인할 수 있다. When a thin film transistor element of a liquid crystal display device is formed on a plastic substrate subjected to heat treatment without coating an organic layer, heat generated in the heat treatment process or formation of the thin film transistor element melts the plastic substrate and generates polymer bubbles. Bubbles increase the roughness of the plastic surface, making the plastic surface non-uniform. When the thin film transistor element is formed on a plastic substrate having a non-uniform surface, it may be confirmed that the thin film transistor element may not be formed correctly as shown in FIG. 7A.
반면, 유기막을 코팅하고 열처리를 한 플라스틱 기판상에 액정표시장치의 박막트랜지스터 소자를 형성하는 경우, 유기막이 플라스틱 기판의 표면을 평탄화 시키기 때문에 도 7b에 나타난 바와 같이 박막트랜지스터 소자가 올바르게 형성되는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, when the thin film transistor element of the liquid crystal display device is formed on the plastic substrate coated with the organic film and heat treated, it is confirmed that the thin film transistor element is correctly formed as shown in FIG. 7B because the organic film flattens the surface of the plastic substrate. Can be.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판의 가공방법은 다양한 가요성(Flexible) 표시장치의 기판에 적용될 수 있다. 그 예로는 액정표시장치의 기판, 유기 발광표시장치의 기판 등이 있다.The processing method of the plastic substrate according to the embodiment of the present invention described above can be applied to the substrate of various flexible display devices. Examples thereof include a substrate of a liquid crystal display device and a substrate of an organic light emitting display device.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플라스틱 기판의 제조방법은 저가이면서 구하기 쉬운 폴리 에틸렌 나프탈레이트등의 플라스틱 상에 유기막을 코팅하여 열처리 함으로써 저가의 플라스틱 기판을 평탄화 및 균일화할 수 있음과 아울러 유기막을 경화시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명은 어레이 공정 중 발생하는 공정 열로 인해 표시장치의 각 배선들이 올바르게 형성되지 못하는 것을 방지하여 표시장치의 제조 공정의 안정성을 향상 시킬 수 있다.As described above, the method of manufacturing a plastic substrate according to the present invention can planarize and uniformize an inexpensive plastic substrate by coating an organic film on a plastic such as polyethylene naphthalate, which is inexpensive and easy to obtain, and harden the organic film. Can be. Accordingly, the present invention can prevent the wirings of the display device from being formed correctly due to the process heat generated during the array process, thereby improving the stability of the manufacturing process of the display device.
표시장치의 제조 공정이 안정됨에 따라 본 발명은 표시장치의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.As the manufacturing process of the display device is stabilized, the present invention can improve the manufacturing yield of the display device.
그리고 본 발명은 저렴한 단가의 플라스틱이 표시장치의 기판으로 적용될 수 있는 효용성을 높임으로써 플라스틱 기판을 사용하는 표시장치의 제조 단가를 낮출 수 있다.In addition, the present invention can reduce the manufacturing cost of the display device using the plastic substrate by increasing the utility that the low-cost plastic can be applied to the substrate of the display device.
또한 본 발명은 열처리 시간을 단축시킴으로써 제조 시간을 단축할 수 있으 므로 표시장치의 제조 수율을 향상시킬 수 있다. In addition, the present invention can shorten the manufacturing time by reducing the heat treatment time, thereby improving the manufacturing yield of the display device.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
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